“909”工程缔造中国第一条8英寸集成电路生产线

李倩 发表于 2018-05-17 08:54:03 收藏 已收藏
赞(0) •  评论(0

“909”工程缔造中国第一条8英寸集成电路生产线

李倩 发表于 2018-05-17 08:54:03

中国发展集成电路产业几十年来,高端的PC和手机用的CPU、FPGA、高端的ADC以及操作系统等,仍然需要使用国外厂商的技术或产品,但也有很多元器件,甚至是较为高端的元器件,例如功率器件、电源管理 IC、存储器、显示屏、触控屏、LED驱动芯片等,都已经可以实现完全的自主设计研发、国内企业制造封装测试供货。举个例子,曾经为国外厂商所垄断的身份证或通信SIM卡的加密存储芯片,已有很多被冠上了“中国姓”。而金融IC卡芯片的国产化进程也已加速展开,这些都与国计民生息息相关。

电子工程专辑每年都会举行中国IC设计调查与中国IC成就奖的评选与颁奖,以了解和鼓励国内的芯片设计和制造企业的创新。调研结果显示,从IC的研发设计、到晶圆制造和封装测试,中国国内已经逐步建立起了自己的芯片上下游产业链,近年来在EDA和IP上,也有自主企业取得了一些市场份额。当然,还是需要指出的是,在很多高精尖的芯片设计与制造上,还是存在着被国外企业占据市场绝对份额的局面。这与中国国内企业取得巨大的进步和成绩并不矛盾。半导体就是一个全球范围的分工合作的游戏,没有国家可以独占全部,加上中国国内蓬勃发展的整机系统制造业,中国芯片公司一定会有机会做得更好。

以芯片制造为例,一直到上世纪90年代,我国集成电路产业严重滞后,集成电路生产在技术上落后于国际先进水平整整三代以上。

“909”工程缔造中国第一条8英寸集成电路生产线

作为原电子工业部与上海市政府“部市合作”的国家“909”工程载体,上海华虹(集团)有限公司1996年诞生。当时,华虹突破各种技术壁垒,建成了我国第一条8英寸超大规模集成电路生产线。1999年,“909”工程超大规模集成电路芯片生产线正式投片,自此,中国才有了深亚微米超大规模集成电路芯片生产线。而且,投产当年便实现盈利,这在国内没有先例,在国际上也属于罕见。

华虹是“909”工程的主体承担单位,它首先作为我国现代半导体产业的开创者推动了我国先进半导体产业环境和上下游产业链生态系统的建立,同时它也实现了很多从无到有的突破。比如我国设计制造的第一张手机SIM卡、第一张交通卡、第一张身份证芯片卡等等,这些都是老百姓非常熟悉的产品。

华虹集团旗下华虹宏力目前在上海金桥和张江共有三条8英寸生产线(华虹一、二、三厂),月产能约17万片,其嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟及电源管理和逻辑及射频等差异化工艺平台在全球业界极具竞争力,并拥有多年成功量产汽车电子芯片的经验。此外一个更大的目标正在实现中。华虹宏力和国家集成电路产业投资基金股份有限公司、无锡锡虹联芯投资有限公司等在无锡高新技术产业开发区内,合资设立了华虹半导体(无锡)有限公司(华虹七厂),一期投资25亿美元,建设一条月产能4万片的12英寸集成电路生产线,支持5G和物联网等新兴领域的应用。 

华虹宏力创造的价值

回首过去20余年,从无到有,从0到1的奋斗历程,华虹宏力走得艰难却也扎实。作为中国人自己的集成电路生产企业,华虹宏力所取得的成就,从技术层面讲,主要有:

1、  建立了国际先进的嵌入式存储器芯片产品线。早在21世纪初,原华虹NEC通过引进消化吸收再创新,攻坚克难,掌握了嵌入式闪存芯片制造的关键技术,推出首颗国产SIM卡,打破了海外厂商的垄断,实现了国产化替代,产生了巨大的经济社会效益。

2、建成了我国最先进的功率器件和电源管理芯片产品生产线。该线属国际先进水平,降低了国内整机系统产品的成本,提升了产品竞争力,目前需求火爆。这条生产线对于国内众多功率器件和电源管理的IC设计公司自主研发的芯片实现量产销售,起了非常重要的作用。

值得一提的是,在01和02等国家科技重大专项支持下,华虹宏力完成了8英寸特色工艺全面布局,形成了多项重大科技成果,累计申请发明专利约5800件,授权超过3000件,甚至跻身2016年全国企业发明专利授权量前十位。在国际竞争中,华虹宏力的8英寸制造流程比对手更优,工序更少,品质可靠。

华虹宏力的成功使我国集成电路大生产技术进入了国际主流领域,以事实证明中国大陆具备了超大规模集成电路产业生存与发展的良好环境,推进了我国集成电路产业投资环境的改善。同时也为国家培养了一支高水平的技术和管理队伍。最重要的是,本土芯片制造业的繁荣,直接带动与支持了中国IC设计业的发展,推动了产业链上下游的合作与共同进步。

华虹宏力的当家工艺

1、嵌入式存储器技术

华虹宏力的嵌入式非易失性存储器平台是公司最重要的战略工艺平台之一,公司通过持续在该技术领域的深耕发展,已成为智能卡IC 生产领域的技术领导者、全球最大的智能卡IC 代工者。从0.35 微米、0.18 微米、0.11微米,到现在的90 纳米,一路走来,他们始终保持着业界领先地位,以稳定可靠的工艺为全球客户提供了优质产品,受到广泛认可。随着华虹无锡集成电路研发和制造基地项目启动,该技术有望进一步延伸至65/55纳米。

华虹宏力研发的 90 纳米低功耗(LP)嵌入式闪存(eFlash)工艺平台,是国内最先进的8英寸晶圆嵌入式存储器技术,可为智能卡芯片、安全芯片产品以及 MCU 等多元化产品提供极具性价比的芯片制造技术解决方案。该平台可与标准逻辑工艺完全兼容;在确保高性能和高可靠性的基础上,提供了极小面积的低功耗 Flash IP;具有极高集成度的基本单元库,与 0.11 微米 eFlash 工艺相比,门密度提升 30%以上。

华虹宏力还针对8位微控制器市场,推出95纳米单绝缘栅非易失性嵌入式存储器(95纳米5V SG eNVM)工艺平台。该平台具低功耗、高性价比等显著优势,现已成功量产,产品性能优异。

2、功率器件

华虹宏力功率器件平台累计出货量突破 570 万片8英寸晶圆。公司致力于为客户提供更高端的分立器件技术解决方案,并已推出第三代深沟槽超级结(Deep Trench Super Junction,DT-SJ)工艺平台,其保持了前几代工艺流程紧凑的特点,而且还开发出了沟槽栅的新型结构,相比前两代的平面栅结构,可以更有效地降低结电阻,且进一步缩小了元胞面积。导通电阻与第二代工艺相比,更是下降了30%以上,以600V器件为例,单位面积导通电阻Rsp实测值为1.2ohm.mm2,技术参数达业界一流水平,可为客户提供导通电阻更低、芯片面积更小、开关速度更快和开关损耗更低的产品解决方案。

IGBT被誉为“功率半导体皇冠”,华虹宏力是全球首家提供场截止型(FS, Field Stop)IGBT量产技术的8英寸晶圆代工企业。凭借不断的研发创新,公司与多家合作单位陆续推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工艺,成功解决了IGBT的关键工艺问题,包括硅片翘曲及背面工艺能力等,更是国内唯一拥有IGBT全套背面加工工艺的晶圆代工企业,包括背面薄片、背面离子注入、背面激光退火,背面金属。目前,公司还正全力研发新能源车用技术。

3、射频技术

移动互联网和无线通讯技术蓬勃发展,射频芯片在智能终端和消费类电子产品中的应用也愈发广泛。射频SOI工艺非常适合用于智能手机以及智能家居、可穿戴设备等智能硬件所需的射频前端芯片。华虹宏力也推出了0.2微米射频SOI工艺设计套件(PDK)。该设计套件有助于客户提高设计流程的效率及输出优质的射频组件,从而减少设计改版及缩短产品推出市场的时间。0.13微米射频SOI的研发正在稳步推进中,有望今年面市,以应对智能手机出货量的持续增长及未来5G蜂窝通信的发展及应用。

此外,华虹宏力还可提供一系列高性能且具备成本效益的射频解决方案,包括射频CMOS,高阻硅IPD(集成无源器件)以及配备射频 PDK的嵌入式闪存工艺平台。

4、电源管理IC

华虹宏力可提供久经验证的CMOS模拟和更高集成度的BCD/CDMOS工艺平台。其技术涵盖1微米到0.13微米,电压范围覆盖1.8V 到700V,性能卓越、质量可靠,可广泛应用于PMIC、快速充电(Fast Charge)、手机/平板电脑PMU以及智能电表等产品领域。

华虹宏力还是中国出货量最大的LED驱动IC晶圆代工企业,其超高压700V BCD技术迎合了节能环保热点,所支持的高压小电流LED 照明驱动应用市场发展前景十分广阔。基于700V LDMOS工艺的开关型LED驱动所用的超高压结型场效应晶体管(JFET)也已成功开发。更具性价比优势的700V BCD第二代产品也已经通过客户的评估并进入风险量产阶段,不久后将正式面市;Highside驱动600V BCD技术也在开发中,并已经成功通过客户端的电机驱动领域的测试评估;0.18微米5V/40V BCD工艺平台已成功实现单芯片产品Tapeout,其DMOS的导通电阻处于业界领先水平,1P2M 18层光罩使得平台极具成本竞争力。此外,华虹宏力的CZ6模拟系列平台,在业内有着广泛知名度,更是以稳定可靠的质量而著称。

编者小结

集成电路技术确是“国之重器”,尤其是近期,芯片产业获得了空前的关注度。在市场、资本和政策三方合力下,近些年来我国集成电路产业在前进的征程中不断实现质的飞跃,虽然某些领域与国外的差距仍然较大,但我们不应简单否定中国自主集成电路企业所取得的成就。期待中国企业踏踏实实自主研发,在发展中逐渐积累、持续成长,与全世界先进企业合作互惠共赢。相信随着中国在这方面不断加大投入,以及中国芯片产业知识产权意识的不断加强,中国半导体产业的明天将更光明更灿烂。

收藏

相关话题
文章来源栏目
+关注

评论(0)

加载更多评论

参与评论

分享到

QQ空间 QQ好友 微博
取消